石英晶體微天平對過程質量和體系性狀（密度、粘度、電導率、介電常數等）變化非常敏感，具有ng級的質量檢測能力，能夠檢測微觀過程中的微小變化，獲取豐富的信息，為研究微觀變化過程，破譯微觀作用機理等提供了一種強有力的手段。

       石英晶體微天平是基于石英晶體的壓電效應對其電極表面質量變化進行測量的儀器，是以AT切石英晶體作為接受器和能量轉換器，利用石英的壓電性質實現能量轉換和傳感的。石英晶體屬D3點群、三方晶系潔凈的各向異性體，具有X軸（電軸）Y軸（機械軸）Z軸（光軸）三個結晶軸。在X軸或Y軸方向施加壓力或拉力，晶體由于形變極化而在相應的晶面上產生等量的正、負電荷（加壓與拉伸產生的電荷極性相反），在Z軸方向施加外力，因硅、氧離子作對稱平移，無電荷形成，這就是石英晶體的正壓電效應。反過來，當晶片上加上電場則在晶體某些方向出現應變，這種應變與電場強度間存在線性關系，如果電場是交變電場，則在晶格內引起機械震蕩，震蕩的頻率即晶體的固有頻率與震蕩電路的頻率一致時，便產生共振，此時振蕩最穩定，測出電路的振蕩頻率便可得出晶體的固有頻率。石英是具有壓電性質的物質之一，當外加交變電壓的頻率為某一特定頻率時，石英晶片振幅會急劇增加，這就是壓電諧振。QCM即是根據這種原理設計出來的。